Červí díry - zívající brány, které by teoreticky mohly spojovat vzdálené body v časoprostoru - jsou obvykle znázorněny jako zející gravitační studny spojené úzkým tunelem.
Jejich přesný tvar však nebyl znám.
Nyní však fyzik v Rusku vymyslel metodu pro měření tvaru symetrických červích děr - i když se neprokázalo, že existují - na základě toho, jak objekty mohou ovlivnit světlo a gravitaci.
Teoreticky by mohly procházet červí díry nebo čtyřrozměrné portály časoprostorem něco podobného: Na jednom konci by neodolatelný tah černé díry nasál hmotu do tunelu spojeného na druhém konci s „bílou dírou“, „které by vyplivlo látku v místě daleko od místa původu materiálu v prostoru a čase, podle sesterského webu Live Science, Space.com. Ačkoli vědci pozorovali důkazy o černých dírách ve vesmíru, bílé díry nebyly nikdy nalezeny.
Červí díry (a možnost mezihvězdného cestování, které navrhují) tak zůstávají neprokázané, ačkoli teorie Alberta Einsteina o obecné relativitě ponechává prostor pro existenci objektů.
Přestože červí díry mohou nebo nemusí existovat, vědci vědí hodně o chování světla a gravitačních vln. Posledně jmenované jsou vlnky v časoprostoru, které se točí kolem masivních předmětů, jako jsou černé díry.
Jednou z vlastností červí díry, kterou lze pozorovat, byť nepřímo, je červený posun ve světle poblíž objektu, uvedla nová studie. (Redshifting je snížení frekvence světelných vlnových délek, když odcházejí od objektu, což má za následek posun do červené části spektra.)
Pokud víte, jak je světlo kolem potenciálního červí díry redshifted, pak můžete použít kmitočty gravitačních vln, nebo jak často kmitají, pro předpovídání symetrického tvaru červí díry, uvedl autor studie Roman Konoplya. Je docentem na Institutu gravitace a kosmologie na Ruské univerzitě přátelství národů (RUDN).
Vědci obvykle pracují opačně, při pohledu na geometrii známých tvarů vypočítávají, jak se chová světlo a gravitace, Konoplya řekl e-mailu Live Science.
Konoplya uvedla, že existuje několik metod, jak zkontrolovat redshift poblíž potenciálního červí díry. Člověk by používal gravitační čočky nebo ohýbání světelných paprsků, když procházejí masivními objekty - jako například červí díry. Tato čočka by byla měřena podle účinků na slabé světlo přicházející ze vzdálených hvězd (nebo na jasnější světlo z blízké hvězdy „pokud máme velmi, velmi štěstí,“ řekl Konoplya). Další metoda by změřila elektromagnetické záření v blízkosti červí díry, protože přitahuje více hmoty, vysvětlil.
Myslete na rovnici tímto způsobem: Pokud narazíte na buben, chování zvukových vln vyvolaných vibracemi napjaté kůže může odhalit tvar bubnu, Jolyon Bloomfield, přednášející na katedře fyziky na Massachusetts Institute of Technology, řekl Live Věda.
"Všechny různé frekvence - to vám řekne různé vibrační režimy té napjaté kůže," řekl Bloomfield. Mezitím se vrcholky a údolí těchto vibrací v průběhu času postupně rozkládají, což ukazuje, jak jsou režimy „tlumeny“. Tyto dvě informace spolu vám pomohou definovat tvar bubnu, řekl Bloomfield.
„To, co tento dokument dělá, je pro červí díru totéž. Pokud jsme skutečně schopni„ poslouchat “kmitání kmitání červí díry s dostatečnou přesností, můžeme odvodit tvar červí díry pomocí spektra frekvence a jak rychle se rozkládají, “vysvětlil.
Konoplya ve své rovnici vzal hodnoty červeného posunu červí díry a poté začlenil kvantovou mechaniku nebo fyziku malých subatomických částic, aby odhadl, jak gravitační vlnění v časoprostoru ovlivní elektromagnetické vlny červí díry. Odtud sestavil rovnici pro výpočet geometrického tvaru a hmotnosti červí díry, uvedl ve studii.
Technologie pro měření gravitačních vln existuje až od roku 2015, kdy byla zavedena gravitační vlnová observatoř Laser Interferometer (LIGO). Nyní se vědci snaží doladit měření LIGO, protože lepší data by mohla vědcům pomoci konečně určit, zda ve vesmíru existuje exotická hmota - hmota vyrobená ze stavebních bloků na rozdíl od normálních atomových částic. Tento materiál by mohl podporovat objekty, jako jsou červí díry, řekl Bloomfield Live Science.
Prozatím jsou červí díry pouze teoretické, takže Konoplyova rovnice nepředstavuje žádná skutečná měření v reálném světě, napsal v e-mailu. A detektory jako LIGOmeasure pouze jednu frekvenci gravitačních vln, zatímco k předpovědi tvaru červí díry budete potřebovat několik frekvencí, řekla Konoplya.
„Z tak špatných dat není možné získat dostatek informací pro tak složitou věc, jako je geometrie kompaktního objektu,“ napsal Konoplya v e-mailu.
Budoucí studie by mohly poskytnout ještě podrobnější pohled na tvar a vlastnosti červí díry, uvedl Konoplya.
"Naše výsledky lze použít i na rotující červí díry, pokud jsou dostatečně symetrické," dodal.
Výsledky byly zveřejněny online 10. září v časopise Physics Letters B.
